(57)【要約】【課題】スピーカの小型化に伴い、永久磁石の体積の減少、ボイスコイルの有効線長の減少、振動板のスティフネスの増加により音響特性が低下していた。【解決手段】比較的大きな径のボイスコイルの端面を拡張部材の下面に接合し、拡張部材の上面のコイルより内側の部分で振動板と接合する。この構成によって、振動板の外周ドームの面積を確保してスティフネスの増加を防ぎつつコイルの有効線長や永久磁石の体積を増すことができ、小型スピーカであっても優れた音響特性を実現することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を含む磁気回路と、該磁気回路の空隙内に挿入された筒形の
ボイスコイルと、屈曲した断面形状を有しその一部が前記ボイスコイルに接合されかつ該
ボイスコイルによって駆動される振動板を備えた電気音響変換器において、
前記振動板は外周に固定部を、該固定部の内側に外周ドームを、該外周ドームの内側に
前記ボイスコイルに間接的に接合される接合部をそれぞれ備え、前記ボイスコイルの径の
少なくとも一部を前記接合部の径よりも大きくすると共に、前記ボイスコイルと前記接合
部の双方に固着された拡張部材を備えたことを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
前記拡張部材は平板状であることを特徴とする請求項１の電気音響変
換器。
【請求項３】
前記拡張部材は外形がほぼボイスコイルの外形を含み、内周に空孔を
有するリング状であり、内周部は前記接合部に達していることを特徴とする請求項１ある
いは２の電気音響変換器。
【請求項４】
前記振動板は前記外周ドームの内側又は前記接合部の内側に中央ドー
ムを備え、前記拡張部材も前記振動板の中央ドームに適合する形状の中央ドームを備えた
ことを特徴とする請求項１の電気音響変換器。
【請求項５】
前記振動板は前記接合部の内側に空孔を備え、前記拡張部材は前記振
動板の前記穴に適合する形状の中央ドームを備えたことを特徴とする請求項１の電気音響変換器。
【請求項６】
前記振動板の前記外周ドームの内側のほぼ全てが接合部をなすことを
特徴とする請求項１の電気音響変換器。
【請求項７】
前記拡張部材は複数の部材を結合して構成されていることを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれかの電気音響変換器。
【請求項８】
前記筒状をなすボイスコイルの端面形状はリング状の円、楕円、長円
、矩形、多角形のいずれかであり、前記接合部の断面形状はリング状又は平板状又はドー
ム状等の屈曲形状であって外形の平面形状が円、楕円、長円、矩形、多角形のいずれかで
あることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響機器および情報通信機器に使用される電気音響変換器に関する。特に小型
の音声用スピ−カに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音響機能を備えた電子機器、情報通信機器、殊に携帯電話機においては、機種の
多様化・多機能化により、電気音響変換器の一種であるスピーカは、重要部品ではあるが
小型化を要求されている。例えば振動板の形（平面形状）が円形のものでは外形１５ｍｍ
以下、振動板形状が長円形のもの（偏平形スピーカ）では短辺１０ｍｍ以下であることが
必要である。しかも小型化と共に音響特性の維持・向上を図らねばならない。
【０００３】
通常のスピーカはいわゆる動電型音響変換器の形態を有する。すなわち永久磁石と磁極
の作る磁界中に振動板と接合したボイスコイル（振動板の面とほぼ平行に巻線を行った、
薄い筒形をなす）を置き、ボイスコイルに音声電流を流して振動させ、振動板を駆動する
方式のものである。
【０００４】
まず、スピーカの音響特性に影響する要因について説明する。
スピーカの主要な音響特性のうち、音圧Ｐおよび低域共振周波数ｆ0 は、
Ｐ＝Ａ×Ｂ×Ｌ×Ｉ／（Ｓ0 ×Ｍ0 ）                （１）
ｆ0 ＝（１／２π）√（Ｓ0 ／Ｍ0 ）                （２）
の式で表される。ここで、Ａはそのスピーカ固有の定数、Ｂは永久磁石の磁力（磁界の強
度）、Ｌはボイスコイルの直径（又は磁界内の有効線長）、Ｉは電流、Ｓ0 は振動板のス
ティフネス（剛性）、Ｍ0 は振動系の質量である。
【０００５】
上述の式（１）、（２）によりわかる通り、円形のスピーカでは、外形が小さくなると
、ボイスコイルも小型化して有効線長が減少し、永久磁石の小型化による体積減少のため
磁力Ｂが小さくなり、また振動板に弾性を与えている外周部分のスペースが小さくなって
スティフネスＳ0 が大きくなる。これらの結果、音圧Ｐの低下（音量の低下）や高ｆ0 化
（周波数特性の平坦性の悪化）が起こり易い。長円または長方形の振動板を有するスピー
カにおいても形状の縮小は同じ傾向の特性変化をもたらす。特に短辺寸法の短縮による影
響は著しい。
【０００６】
次に従来のスピーカの一例の構造を、図１７から図２２を用いて説明する。これは長円
形の振動板を有するスピーカであって、図１７−２０はそれぞれ平面図、下面図、長軸を
含む断面図、短軸を含む断面図である。また図２１、２２はその振動板（ボイスコイルを
固着済み）の平面図と下面図である。なお図面を簡略にして構造を見易くするため、断面
図においては、断面を取った部品の、紙面より奥にある部分によって本来現れるべき水平
な線の一部の図示を省略してある。また円形振動板を有するスピーカの構造は、これら各
図から類推可能であろう。
【０００７】
上記の各図において、軟磁性材より成りほぼカップ状をなす下枠２の内部中央には、長
円形で偏平な柱状をなし厚さ方向に磁化された永久磁石３が固着（接着）され、該永久磁
石３の上面には軟磁性材より成る長円形板状のポールピースが固着（接着）されている。
下枠２、永久磁石３、およびポールピース４は磁気回路を構成し、下枠２の上端部とポー
ルピース４の側面との隙間に形成されるリング状の空隙（ほぼ一様幅で長円形状をなす）
内には、放射状の強い磁界が生じている。
【０００８】
上枠５は非磁性材（樹脂、金属）より成る浅い皿状の部材で、底部の中央には長円形の
孔があり、この孔部は下枠２の上部と嵌め合わされ相互に位置決めされかつ固着される。
上枠５の上端部内側には長円形をなす段差部を有し、該段差部には振動板１の外周を縁状
に占めている固定部１ａが載置されかつ固着される。なお上枠には他に、振動板１の下側
の空気を外部に流通させるための数個の背面孔５ａが開けてある。またボイスコイル６の
２本の端末線６ａがそれぞれハンダ付けされる端末処理部５ｂ、それらと各々電気的に接
続されているパターンである端子５ｃを下面側に備えている。
【０００９】
振動板１は薄い樹脂フィルムをほぼ同心的な凹凸形状に成形した柔軟な部材である。長
円形をなし、外側から順に、既に説明したように上枠と固着される、細い平面をなす固定
部１ａ、その内側を占め、振動板が上下方向に柔軟に動き得るための弾性を与える部分で
あり、上に凸状をなす外周ドーム１ｂ、更にその内側を占め、平坦で例えば０．５ｍｍ程
度の幅を有し長円形をなす接合部１ｃ、そしてその内側全部をなす中央ドーム１ｄより成
る。中央ドーム１ｄは振動板の中央部に剛性を与え、振動板に極力上下方向の平行運動を
させる作用を有する。
【００１０】
ボイスコイル６は長円の筒状になるように、単層または数層の巻線を行い固着したもの
である。その上端面は振動板１の接合部１ｃの下面に接着される。振動板１を外枠５に固
着すると、ボイスコイル６は下枠２とポールピース４との間に形成されたリング状の空隙
内に周囲に触れることなく挿入され、ボイスコイル６に流れる電流と磁界の相互作用によ
って、振動板１を上下軸方向に駆動する。ボイスコイル６の端末線６ａは、振動板１の外
周ドーム１ｂの下面を這わせて振動板１の外部に導出し、上枠５の下面に設けた端末処理
部５ｂと接続される。以上で従来例の説明を終わる。
【００１１】
上記構造において、式（２）の低域共振周波数ｆ0 の低下を防ぐため、すなわち振動板
のスティフネスを過大にしないためには、スピーカが（特に振動板の短径寸法が）小さく
なっても、外周ドーム１ｂの幅をある限度は確保しなければならない。そうすると接合部
１ｃは内側に設けざるを得ず、図３、図４に示すように、棒状をなす永久磁石３の長さお
よび幅（特に幅）が、内磁型であるためボイスコイル６の内側寸法に制限され、十分大き
な体積を与えることができず、磁力Ｂ、すなわち強力な空隙内磁界が得られなくなる。ま
たボイスコイル６も同時に小型化されるため、有効巻線長Ｌが減る。これらは式（１）に
より、相乗的に音圧Ｐを低下させることになる。これら小型化に伴う難点を回避するため
に、永久磁石の材質が吟味されているが、小径化には限界がある。
【００１２】
なお上記難点を克服するための構造上の提案（他の従来例）も存在する。その一例を示
す。
【特許文献１】特開２００４−２６６３３７号  本例は長円形振動板を有するスピーカの構造であり、幅が狭くなったボイスコイルの２つの長辺外側に沿って２本の棒状永久磁石を配置し、ボイスコイルの内部にポールピースを置いて外磁型磁気回路とし、総合的に永久磁石の体積を増して磁力を高めようとする発明である。しかしこの案は、磁石が増えるため部品コスト、組立コストが増す、外磁型であるために漏洩磁束が大きく、磁気効率も悪い、また構造上長円型スピーカに限定される（つまり円形スピーカの小型化対策にはならない）等の難点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、スピーカが小型化されても音響特性の劣化（音圧の低下や周波数特性
の悪化に代表される）が起こらない、あるいは劣化を緩和することができる、スピーカの
構造を提供することである。更に具体的に述べれば、振動板のスティフネスの増加を極力
防止しつつ、永久磁石の体積とボイスコイルの線長との増加又は減少防止を図ることがで
きるスピーカの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の音響変換器は次の特徴を有する。
（１）永久磁石を含む磁気回路と、該磁気回路の空隙内に挿入された筒形のボイスコイ
ルと、屈曲した断面形状を有しその一部が前記ボイスコイルに接合されかつ該ボイスコイ
ルによって駆動される振動板を備えた電気音響変換器において、
前記振動板は外周に固定部を、該固定部の内側に外周ドームを、該外周ドームの内側に
前記ボイスコイルに間接的に接合される接合部をそれぞれ備え、前記ボイスコイルの径の
少なくとも一部を前記接合部の径よりも大きくすると共に、前記ボイスコイルと前記接合
部の双方に固着された拡張部材を備えたこと。
【００１５】
本発明の音響変換器は更に次の諸特徴のいずれかを有することがある。
（２）前記拡張部材は平板状であること。
【００１６】
（３）前記拡張部材は外形がほぼボイスコイルの外形を含み、内周に空孔を有するリン
グ状であり、内周部は前記接合部に達していること。
【００１７】
（４）前記振動板は前記外周ドームの内側又は前記接合部の内側に中央ドームを備え、
前記拡張部材も前記振動板の中央ドームに適合する形状の中央ドームを備えたこと。
【００１８】
（５）前記振動板は前記接合部の内側に空孔を備え、前記拡張部材は前記振動板の前記
穴に適合する形状の中央ドームを備えたこと。
【００１９】
（６）前記振動板の前記外周ドームの内側のほぼ全てが接合部をなすこと。
【００２０】
（７）前記拡張部材は複数の部材を結合して構成されていること。
（８）前記筒状をなすボイスコイルの端面形状はリング状の円、楕円、長円、矩形、多
角形のいずれかであり、前記接合部の断面形状はリング状又は平板状又はドーム状等の屈
曲形状であって外形の平面形状が円、楕円、長円、矩形、多角形のいずれかであること。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型化による音響特性の低下のない、あるいは低下の少ない、且つ製
造容易な電気音響変換器を得ることができる。換言すれば、たとえ小型化しても、振動板
の剛性を増すことがなくあるいは少なく、また永久磁石の体積やボイスコイルの大きさを
減少させることがなくあるいはその程度が少ない、内磁型の電気音響変換器の構成を得る
ことができる。あるいは、外形寸法をほぼ保ったまま音響特性が改善された電気音響変換
器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
振動板の外周ドームに所定の幅を与え、その内側に接合部を形成し、該接合部とそれよ
りも大きな形状を有するボイスコイルとを、比較的軽量かつ剛性の大きい部材である拡張
部材を介して接合する。ボイスコイルは永久磁石、下枠、ポールピースより成る内磁型の
磁気回路の空隙内に挿入されるようにしたスピーカ。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１であるスピーカの構造を、図１から図６の各図を用いて説明する。本
例も長円形の振動板を有するスピーカであって、図１−４はそれぞれ平面図、下面図、長
軸を含む断面図、短軸を含む断面図である。また図５、６はその振動板（ボイスコイルを
固着済み）の平面図と下面図である。各図の配置順は従来例と同じにしてある。なお従来
例と同様、構造の視認性向上のため断面図において水平線の一部を省略した。また円形ス
ピーカの実施例については類推容易として図示しない。なお従来例とほぼ共通的な構成部
品については共通の符号を付し、それらについては既に言及されたものとして説明の重複
と煩雑化を避けることとする。
【００２４】
本発明と従来例の構造的な相違の要点は、ボイスコイル６の短径方向の幅および長径方
向の長さが従来例におけるよりも大きく、その上端面と、振動板１のスティフネスを維持
するため従来例と同じ程度の幅を外周ドーム１ｂに与えたため従来例と同様に径小である
接合部１ｃの下面とを、薄い板状の部材である拡張部材７を仲介として接合（接着）した
ことである。
【００２５】
拡張部材７は、ボイスコイル６の駆動力を忠実に振動板１に伝えるために、十分な剛性
がなければならない。また式（１）や（２）における音響特性を悪化させないため軽量で
あることが望ましい。それらの限りにおいて任意の材質を用いて形成することができる。
本例においては、軽量化のため、外形が長円形（ボイスコイル６の外形より僅かに大）で
ある拡張部材７の中央部（接合部１ｃの内部で中央ドーム１ｄとほぼ重なる部分）には孔
が打抜かれている。従って、拡張部材部材の平面形状は長円リング型をなす。
【００２６】
携帯電話機に用いられる程度の小型化スピーカに対して使用される拡張部材の材質して
は、例えば金属板（軽金属が望ましい）、高分子フィルム材（ＰＥＴ等）、あるいはガラ
ス入りエポキシ樹脂板のいずれかなどが素材として適当である。もとより特性を満たす限
りその他の材質であってもよい。
【００２７】
実施例１における断面図である図４と従来例の同じ断面図である図２０を比較すれば、
振動板の短径方向寸法がほぼ等しくても、用い得る永久磁石３は内磁型であるからその太
さは本発明の方が格段に大きく、強力な磁力が得られることになる。またボイスコイル６
自体の幅も本発明の方が太いので、巻線１ターン当たりの長さは従来例よりも長く、磁界
内に置かれる有効線長も本発明の方が長いことは明白である。また拡張部材による振動質
量増加や力の伝達能力も満足しうる範囲内に収めることができる。これらの特徴により、
音響特性を好ましい範囲に維持した小型スピーカとなる。また構造が複雑化せず、製造コ
ストの増加が少ない、また内磁型であるので磁束の漏洩が少ない等の効果が得られる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例２であるスピーカの構造を、図７から図１２の各図を用いて説明する。
本例も長円形の振動板を有するスピーカであって、図７−１０はそれぞれ平面図、下面図
、長軸を含む断面図、短軸を含む断面図である。また図１１、１２はその振動板（ボイス
コイルを固着済み）の平面図と下面図である。なお断面図における一部省略や、図面の配
置順や符号の共通化についても実施例１および従来例と同様とする。
【００２９】
本実施例２と既述の実施例１との相違は、ボイスコイル６の幅（短径方向の寸法）は実
施例１と等しく大きいが、長さ（長径方向の寸法）は従来例と変わらず、接合部１ｃの長
さと等しいことである。このようにしても、少なくとも永久磁石３の幅は実施例１と同様
に大きく取れるので、永久磁石３の体積を増し、十分な磁力を得ることができる。得られ
る効果も実施例１に準じたものとなる。
【実施例３】
【００３０】
以下の図で、図１３から図１６までは、本発明の要部を更に説明するため、振動板、拡
張部材、ボイスコイルに関する部分（振動系）に絞って種々の構造を、概念的・模式的な
断面図として、しかしより詳細に示す。それらを実施例３、４、５、および６とする。ま
た各図は、振動板単体の断面図（ａ）、ボイスコイル付き拡張部材の断面図（ｂ）、両者
の結合体の断面図（ｃ）の各小図より成っている。これらの各図については、紙面の奥に
現れる水平線を省略せずに図示してある。符号も共通化してある。またこれら各実施例は
適用されるスピーカが円形であるか偏平型であるかを問わない。
【００３１】
またこれらの構造をスピーカに適用して得られる効果も基本的には実施例１、２と同様
である。すなわち、外周ドーム１ｂは十分に大きくて振動板の硬化（スティフネス増）を
防ぎ、ボイスコイル６が拡張部材７により拡大されたことに相応して永久磁石（図示せず
）の体積が増し、またボイスコイル６の有効線長が増す。
【００３２】
実施例３が図１３に示される。実施例３は実施例１あるいは２のスピーカに用いられた
振動系の構造（図５、６、１１、１２）と基本的には同等である。拡張部材７は平板状で
、中央部に空孔７ｃを有し（軽量化のために設けたが、特性との兼ね合いで空孔なしとす
ることもできる）、ボイスコイル６の上端面とは接着剤層７ａにより、振動板の接続部１
ｃの下面とは接着剤層７ｂによって固着される。
【実施例４】
【００３３】
実施例４が図１４に示される。本例の拡張部材７は中央ドーム７ｄを有し、それは振動
板の中央ドーム１ｄに適合した形状である。振動系を小図（ｃ）のように組み立てると、
振動系の中央ドームは２重になり、中央部の剛性が更に高まる効果がある。なお組み立て
接着の際、接着剤７ｂを実施例３と同じく接合部１ｃの下面に用いてもよいが、（ｃ）に
図示したように中央ドーム１ｄと７ｄとを接着してもよい。この場合には接合部１ｄは接
着用には不要であるから、幅を細くするか無くして外周ドーム１ｂの面積を更に増やし、
振動板スティフネスを下げることに利用してもよい。（もちろんスピーカを小径化しても
よい。）
【実施例５】
【００３４】
実施例５が図１５に示される。本例の拡張部材７は中央ドーム７ｄを有し、振動板１に
は中央ドームがなく、変わりに空孔１ｅが開けてある。小図（ｃ）のように振動系の組み
立て状態では、拡張部材の中央ドーム７ｄが、欠けている振動板の中央ドーム１ｄを代替
している。
【実施例６】
【００３５】
実施例６が図１６に示される。本例の振動板１は中央ドームが無く、中央部が平板状で
全部が接合部１ｃとなっている。この部分に平板状である拡張部材７が中心を合わせて接
着される。振動系の中央部にはドームはないが、複数部品の積層接着体となるため十分な
剛性が得られる。本例の主な効果は、外周ドームの面積を極限まで広げることができ、振
動板スティフネスをより改善できる（又はよりスピーカを小型化できる）ことである。
【実施例７】
【００３６】
なお図示はしないが、その他の構造や変形例をまとめて、実施例７として述べておく。
例えば、拡張部材の形状は、剛性を増すため周縁部を例えば皿型などにしてもよい。ある
いは複合部材としてもよい。例えば、剛性の大きい薄板（金属板など）を外に、軽量板材
を内にしてラミネートしてもよい。またボイスコイルの高さ調節用の薄板リングを併用し
てもよい。また拡張部材と振動板との接着は接着剤以外の方法、例えば超音波溶接やレー
ザー溶接などによってもよい。また振動板の外周ドームは必ずしも外（上）に凸のリング
型とは限らず、他の屈曲形状を用いることができる。中央ドームに付いても同じである。
その他種々の任意の変形が可能であろう。また本発明をスピーカに適用した各例を示した
が、他の電気音響変換器、例えばマイクロホン等にも本発明を応用する余地がある。また
本発明の電気音響変換器を適用する対象となる装置も携帯電話機に限定されないことはも
ちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は優れた電気音響変換器の音響特性を実現し、かつ小型化が図れる構成であるか
ら、産業上の利用可能性ははなはだ大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のスピーカにおける実施例１の平面図である。
【図２】本発明のスピーカにおける実施例１の下面図である。
【図３】本発明のスピーカにおける実施例１の長軸に沿った断面図である。
【図４】本発明のスピーカにおける実施例１の短軸に沿った断面図である。
【図５】本発明のスピーカにおける実施例１に用いられる振動板の平面図である。
【図６】本発明のスピーカにおける実施例１に用いられる振動板の下面図である。
【図７】本発明のスピーカにおける実施例２の平面図である。
【図８】本発明のスピーカにおける実施例２の下面図である。
【図９】本発明のスピーカにおける実施例２の長軸に沿った断面図である。
【図１０】本発明のスピーカにおける実施例２の短軸に沿った断面図である。
【図１１】本発明のスピーカにおける実施例２に用いられる振動板の平面図である。
【図１２】本発明のスピーカにおける実施例２に用いられる振動板の下面図である。
【図１３】本発明の振動板における実施例３の模式的な断面図であり、（ａ）は振動板、（ｂ）はボイスコイル付き拡張部材、（ｃ）は両者の結合体である。
【図１４】本発明の振動板における実施例４の模式的な断面図であり、（ａ）は振動板、（ｂ）はボイスコイル付き拡張部材、（ｃ）は両者の結合体である。
【図１５】本発明の振動板における実施例５の模式的な断面図であり、（ａ）は振動板、（ｂ）はボイスコイル付き拡張部材、（ｃ）は両者の結合体である。
【図１６】本発明の振動板における実施例６の模式的な断面図であり、（ａ）は振動板、（ｂ）はボイスコイル付き拡張部材、（ｃ）は両者の結合体である。
【図１７】従来例のスピーカの平面図である。
【図１８】従来例のスピーカの下面図である。
【図１９】従来例のスピーカの長軸に沿った断面図である。
【図２０】従来例のスピーカの短軸に沿った断面図である。
【図２１】従来例のスピーカに用いられる振動板の平面図である。
【図２２】従来例のスピーカに用いられる振動板の下面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  振動板
１ａ  固定部
１ｂ  外周ドーム
１ｃ  接合部
１ｄ  中央ドーム
１ｅ  空孔
２  下枠
３  永久磁石
４  ポールピース
５  上枠
５ａ  背面孔
５ｂ  端末処理部
５ｃ  端子
６  ボイスコイル
６ａ  端末線
７  拡張部材
７ａ、７ｂ  接着剤層
７ｃ  空孔
７ｄ  中央ドーム
【図１】
2006311156.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006311156.tif 000011
【図１０】
2006311156.tif 000012
【図１１】
2006311156.tif 000013
【図１２】
2006311156.tif 000014
【図１３】
2006311156.tif 000015
【図１４】
2006311156.tif 000016
【図１５】
2006311156.tif 000017
【図１６】
2006311156.tif 000018
【図１７】
2006311156.tif 000019
【図１８】
2006311156.tif 000020
【図１９】
2006311156.tif 000021
【図２０】
2006311156.tif 000022
【図２１】
2006311156.tif 000023
【図２２】
2006311156.tif 000024